Subwoofer per le Rogers LS 3/5a

DOPPI CARICHI ASIMMETRICI: COME COSTRUIRE IL SUBWOOFER IMPOSSIBILE...
Subwoofer per le Rogers LS 3/5a
parte prima
Dopo la spiegazione teorica del doppio carico asimmetrico a vista
(DCAAV) e del doppio carico asimmetrico chiuso (DCAC), eccoci a
parlare di realizzazioni pratiche, tanto per verificare le potenzialità dei due
carichi disponibili sulla nuova versione di Audio For Windows PRO.
Come sappiamo dalla presentazio
10 stesso ho provato questi due sub in
ne del mese scorso si tratta di
due carichi molto interessanti,
che consentono di ottenere estensione in
biente controllato" e ho ricavato invero
gamma bassa senza
un'attenta sessione di ascolto "in am
una impressione strana, abbastanza ben
estesa ma comunque dal suono che sna
turava un tantino quello del satellite.
Le possibilità offerte dal DCAC ci dan
no lo spunto per vedere questo difficile
penalizzare lo
smorzamento, che è sempre migliore di
quello caratteristico di un reflex. Il
DCAC consente addirittura di ottenere
una pendenza appena maggiore della
progetto sotto una luce totalmente nuo
sospensione pneumatica (14 decibel per
ottava invece di 12) e di poter scendere,
sacrificando di poco la sensibilità, al di
va. Le considerazioni fatte prima della
stesura vera e propria sono state più o
meno le seguenti:
1) occorre realizzare un sub estrema
mente smorzato (non un bass reflex)
2) la risposta deve essere in qualche mo
do regolabile
3) la resa della 3/5 NON deve essere as
sotto della frequenza di risonanza in
aria libera del woofer. Chi ha letto l'arti
colo conosce anche la serie di avveni
menti che portarono chi scrive a definire
questo nuovo tipo di carico, con la defi
nizione del modello matematico e delle
semplici formule di uso pratico per otte
nere un accordo massimamente piatto.
solutamente snaturata
4) possiamo usare un driver più effi
ciente ed abbassare la pressione cercan
A queste quattro espressioni si sono ri
do una maggiore estensione
volti tutti quelli che fino a settembre
non hanno avuto modo di mettere le
mani sull'intera funzione di trasferi
mento, ben più sofisticata e versatile, ed
hanno "progettato" diffusori in DCAC
semplicemente applicandole (basta co
5) i filtri crossover, passa-basso e passaalto, devono trovarsi nel sub in modo
da ripristinare la sola 3/5 semplicemen
noscere la moltiplicazione e la divisio
ambiente
te cambiando connettori
6) non bisogna fidarsi della sola risposta
anecoica ma trovare un compromesso in
7) lo spazio a disposizione è quello po
ne). Il difficile viene quando i volumi di
accordo sono molto maggiori di quanto
abbiamo a disposizione e le quattro for
mule non sono più applicabili.
re, che comunque verrà illustrato con
dovizia di particolari in un incorniciato
Le premesse
In questa articolo cercheremo di realiz
zare un progetto moooolto ambizioso,
quello di donare due subwoofer al mini
diffusore per antonomasia, a quella be
stia nera, quella prima donna che occor
re amare, coccolare e disporre con la
massima cura possibile per ottenere ri
sultati entusiasmanti e fantastici sia in
termini di rigore timbrico che di scena
ricreata in ambiente. Non starò ad elen
care pregi e difetti della piccola 3/5,
qualità che sono ormai un patrimonio di
tutto il popolo audiofilo e che sono sem
pre state ritenute fondamentali nella ri
cerca delle massime prestazioni. Chi co
nosce bene il progetto di questo diffuso
AUDIOreview n. 261 ottobre 2005
della prossima puntata, sa perfettamen
te che il neo più vistoso della Rogers è
rappresentato dall'estensione in fre
quenza. Progettare un subwoofer total
mente passivo per le 3/5a è impresa da
far tremare i polsi al costruttore più sta
gionato, tanto che in passato sono molti
quelli che si sono cimentati in questa
impresa con risultati a volte discutibili.
Ci ha provato anche Rogers con TABI,
un sub in carico simmetrico in cui è sta
to utilizzato lo stesso driver che equi
paggia il satellite. L'estensione dichiara
ta era di 55 Hz ed il volume occupato
era quello caratteristico di uno stand per
sto sotto il diffusore
8) occorrono due sub perché MAI realiz
zeremo un solo sub per le due 3/5
9) dobbiamo trovare un driver dal
l'escursione generosa e di almeno 85 de
cibel di sensibilità
10) occorre tenersi un po' più bassi col
livello di ogni singolo sub per non sba
gliare in sala d'ascolto.
11 driver da trovare
Dopo questa raffica di propositi ho cer
cato in giro un woofer piccolino ma co
riaceo. Non mi importa più di tanto che
sia molto sensibile e per un certo verso
non mi importa quasi nulla dei parame
tri, a patto che:
1) la risonanza sia comunque medio
lo stesso satellite. Su questo sub ho avu
bassa
to in verità molte indicazioni da "users"
che lo hanno acquistato e poi rivenduto.
né minore di 0,35
2) il Qts sia medio: né maggiore di 0,5,
41
non sono riuscito a trovare altro che
Caricamento in doppio carico asimmetrico chiuso
RisposU in frequenta da 10 a 10000 Hz (dB/gtadr)
v,
110
quattro driver molto simili, gli LS 155
Risposta
'
1
elettrici, più adatta, credo, per realizza
zioni car. Ho allora contattato il buon
Nicola D'Agostino che so essere posses
sore di ben 24 midwoofer Scan-Speak
Parametri cassa reflex interna
Volume virtuale bar (K)
Freq <* accordo (Hz)
100
Coen", correttivo volume
Volume litico box [«)
(che sta utilizzando in un mio progetto
Q boi li
realizzato sulla scorta della sua ultima
esperienza sin dal lontano 1995 sui line
array e i trasduttori a nastro. Per ora è
tutto assolutamente top secret, ma la co
1
Parametri casta reflex
Volume virtuale box (*)
Freq. di accordo (Hz)
struzione del mobile è praticamente ter
minata e Nicola mi telefona quasi tutti i
giorni...). Ho misurato quattro trasdut
tori presi a caso e ho ricavato questa
Coeff. correttivo volume
Volume lirico box (»)
Q coibente
A
A
/
Volume virtuale bo« (»)
17.44
CoeH. correttivo volume
T.
1
Sì
Volume litico box (II)
Q equivalente eie perdile
10.
media di parametri, in verità molto si
mili tra di loro e congrui con quelli mi
i\
surati sul n. 248 di AUDIOreview:
Fs = 43,4 Hz; D = 110 mm; Re = 5,97 ohm;
Qts = 0,419; Qms = 5,84; Vas = 15,63 litri;
BxL = 6,25 T x m; Xmax = 6,5 mm.
1000
10000
Figura 1 -La simulazione con l'accordo "extra-bass" pretende un volume totale di oltre 40 litri:
decisamente troppo!
nere un DCAC come si deve. Ovvia
mente sotto il diffusore non abbiamo
tutto questo volume a disposizione, che
Parametri cassa reflex interna
esagerando appena con la profondità
può al massimo arrivare ad una ventina
di litri. Con le 4 formule naturalmente
Freq di accordo (Hz)
CoeH. correttivo volume
Volume tisico box»)
non si arriva a nulla, motivo per il quale
iniziamo ad agire sui cursori che con
sentono di abbassare il valore dei volu
mi. Ogni qual volta la risposta presenta
| 0 cabrate
Parametri accordo cond
Diam(cm)
un avvallamento al centro vi suggerisco
di abbassare il volume del reflex inter
no, ma nel nostro caso seguiamo un
procedimento appena più "regolare".
Dalle equazioni che impostano i volumi
delle due cavità reflex otteniamo:
t [ir
Volume virtuale bar (tt)
Freq. di accado (Hz)
CoeH. correttivo volume
|i.
Volume Ittico boi I»)
QboxjM,
| Q colpente [15;
Parametri accordo cond. esterno
Condotti
Diam(cm)
Vtot = Ve + (Ve/2,47) + (Ve x 1,07).
Lunghezza (coi) [427] Qp
Con veloci calcoli rileviamo che:
Volume virtuale boi |K)
Riton.(Hz)greJ] 01
CoeH. correttivo volume
piamo penalizzare la sensibilità favo
però che occorrono circa 43 litri per otte
Volume virtuale boi (R)
Parametri
Immessi i parametri dentro AFW Pro ho
ricavato il grafico di Figura 1 scegliendo
l'allineamento "extra-bass", che già sap
rendo nel contempo l'estensione in
gamma bassa. La triste realtà ci dice
Caricamento in doppio carico asimmetrico chiuso
0 boi [50.
della EB Acoustic, praticamente una release leggermente diversa nei parametri
Vtot = 2,47 x Ve.
|i
Volume fisico box (It)
Q equrvalente ale perdite (10.
Come possiamo vedere i due volumi di
|
Figura 2-La simulazione in un volume più che dimezzato non mostra grosse alterazioni in gamma
bassa, ma presenta ancora qualche inconveniente da risolvere. Ma siamo passati a 17 litri e si
intravede una soluzione concreta e fattibile.
3) l'escursione sia gagliarda, maggiore
di 5 millimetri in un solo verso
4) il cestello sia solido e la bobina ben
aerata
5) il fattore di merito meccanico sia
maggiore di 5.
42
Dopo qualche ricerca (operata, invero,
per contenere in qualche modo anche il
prezzo del kit), ho scelto lo Scan-Speak
15 W 8530 kOO, che sembra riunire in sé
tutte le caratteristiche desiderate. Ho
cercato nel mio sterminato archivio ma
pendono quasi totalmente da quello del
la cassa chiusa e quest'ultimo dal Qtc,
che sappiamo non dover superare il va
lore di 0,7 - 0,8 per non avere troppo
ripple. Qui siamo "in condizioni di
emergenza", motivo per il quale non
stiamo a cavillare eccessivamente, ripro
ponendoci di riaggiustare tutto con
l'uso di assorbente o con altri accordi
che poi quantificheremo in sede di mes
sa a punto. Inutile fare calcoli fino al
AUDIOreview n. 261 ottobre 2005
quarto decimale se poi dobbiamo tarare
il tutto a spanne! Orbene, dispiaciuto
per i "perfettini" e per i "progettisti pie
Vh = 3 litri - Fh = 120 Hz
VI = 7,5 litri - Fh = 50 Hz.
bile, deve pure allinearne l'andamento a
Una veloce simulazione di questo calco
lo ci porta alla risposta di Figura 2, che
possiamo notare essere simile a Figura 1
in quanto a estensione, pur con un volu
cavallo dei 100 Hz, "ma non troppo"
per non snaturare il suono della piccola
4) occorre definire una frequenza di ta
glio per il passa-alto della Rogers, te
nendo conto del massimo limite rag
giunto dal subwoofer, che non può esse
scalato a 7/2,47 = 2,83 litri, che arroton
me ridotto di 2,33 volte! Dalla simula
re manipolato più di tanto.
do d'ufficio a 3 litri, mentre per il volu
zione possiamo comunque riscontrare
me esterno ottengo 7 x 1,07 = 7,49 litri,
due inconvenienti evidenti:
Giusto per chiarirci le idee andiamo al
lora in laboratorio e misuriamo la rispo
sta dell'esemplare in nostro momenta
neo possesso verificando un paio di cosucce che non troveremo da nessuna al
ni di certezze", continuo il ragionamen
to. AFW mi dimostra che in 7 litri il Qtc
sale a 0,78, con una frequenza di riso
nanza di 76,3 Hz. Ciò porta ad un Vh ri
che potremmo arrotondare a 7,5. Il con
to però ora non torna per difetto, visto
che siamo a 7+3+7,5 = 17,5. Abbiamo
ancora tre litri e potremmo "spalmarli"
sui tre volumi a disposizione, ma vi in
vito ad ignorare questa possibilità, che
ci "giocheremo" dopo. A questo punto
andiamo a conteggiare le due frequenze
di accordo, quella alta interna e quella
più bassa esterna. La frequenza "alta"
Fh e quella bassa FI possono essere ri
scalate con le formule:
1) la pressione media erogata è vera
mente bassa, molto bassa
2) la risposta appare tutta in discesa
all'aumentare della frequenza e non
possiamo attuare un incrocio credibile
tra parte, nonostante l'enorme spiega
mento di forze "internettiane" nel mon
con la 3/5.
do per descrivere il piccolo satellite in
Occorre lavorare ancora.
glese.
In Figura 3 possiamo ammirare la rispo
sta della Nostra, con un andamento del
la gamma bassa in cui molti hanno "ri
conosciuto" una certa mancanza di
Per non lasciarci condizionare troppo da
questo tipo di problema concentriamoci
sul lavoro da fare, considerando ancora
degli aspetti importanti da affrontare:
1) la risposta del subwoofer va ancora
"lavorata" fino ad ottenere un anda
smorzamento, dovuta al rapporto tra
volume di lavoro e Vas del woofer e
quindi ad un Qtc elevato, foriero di dan
ni incalcolabili al ripple in banda pas
e FI = 50,66, arrotondate a 120 e 50 Hz.
mento soddisfacente
2) non dobbiamo trascurare il filtro passa-alto della 3/5, che si deve incastrare
nella risposta del subwoofer senza fare
Ripetendo, abbiamo riscalato tutto il
troppe storie
per
diffusore a:
3) l'inviluppo totale della risposta deve
essere identico a quello della 3/5 dalla
gamma mediobassa a salire e, se possi-
quell'andamento non è dovuto affatto al
Qtc, che se ricordo bene vale appena
0,89. Quel tipo di risposta è stato voluto
Fh = Fc x 1,47 e FI = Fc x 0,664
che nel nostro caso portano a Fh = 119,7
Ve = 7 litri - Fc = 76,3 Hz
MARCA: ROGERS
100
Modello: LS 3/5A
sante: niente di più sbagliato. Tanti e
tanti anni fa, provando questo diffusore
un'altra
testata,
verificai
che
dal progettista e dalla rete di filtro, che
GPM
7/2005
Figura 3
La risposta in
frequenza della
Rogers LS 3/5a. Va
notato il picco di
dB
emissione a 110-120
90
Hz, ampiamente
discusso e motivato
nel testo.
smorza tanto la cella passa-basso da
avere un'attenuazione di quasi 2 dB a
300 Hz, proprio quelli che mancano alla
risposta e che fanno gridare allo scanda
lo i puristi poco inclini all'approfondi
mento. Comunque il rigonfiamento c'è,
è visibile e pure leggermente ingom
brante, ma non va considerato per quel
lo che sembra nella risposta anecoica,
visto che poi il wooferotto in ambiente
può contare su un carico acustico estre
mamente ridotto. Per stabilire i limiti di
namici del diffusore, invece, ho effettua
to una misura della distorsione armoni
50
20
Hz
50
100
200
500
Distorsione armonica in regime dinamico, livello medio di prova 90 dB spl (6,49 Veff)
Figura 4
La distorsione
dinamica eseguita a
90 decibel di
pressione media:
notare i valori
raggiunti a 40-50
Hz!
ca a 90 soli decibel di pressione media,
spaventato in verità dal dover fornire
alla piccola membrana del KEF B 110 gli
oltre 50 watt che occorrono per ottenere
100 decibel. Con 5,2 watt sono sicuro di
non far danni, visto che le misure vanno
eseguite proprio in gamma bassa. In Fi
gura 4 possiamo notare il grafico di di
storsione armonica in regime dinamico
e verificare che la seconda e la terza ar
monica salgono a bassa frequenza oltre
il 32%, un valore molto elevato. Possia
mo altrimenti verificare che a 100-110
Hz la distorsione scende all'uno per
cento di seconda armonica ed allo 0,5%
di terza armonica.
Per ora vi lascio così, con l'agrodolce in
bocca, rimandando disegni, tavole e mi
sure alla prossima puntata.
Gian Piero Matarazzo
AUDIOreview n. 261 ottobre 2005
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